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微物中的信仰启示

zebrafish

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撰文/zebrafish|圣灵月刊339期-2005.12|主题/科学与信仰

前言

彰化伸港乡民留用鸭只二𫫇英含量偏高,县府派员努力劝说不得已将强制扑杀《中广新闻网2005/10/03》

二𫫇英鸭蛋/漏网之“鸭”抓到200只,伸港鸭农不肯交出《东森新闻报2005/10/03》

最近听到鸭蛋,很直觉地就会联想到上述的新闻,到底“二𫫇英”是何方神圣?为什么大家一听到它总是避之惟恐不及呢?

贺尔蒙

请先认识“贺尔蒙”,什么是贺尔蒙呢?简单来说就是化学物质,由腺体所分泌,借着血流循环全身,最后进入特定部位,产生特定的作用反应。在生物体内贺尔蒙有脂溶性和水溶性两种,分别对生物的细胞分化、胚胎发育、成长、老化以及维持正常的生理机能等各有其重要的功能。

一般脂溶性的固醇类贺尔蒙进入细胞后,可与贺尔蒙受体结合,造成蛋白质的构形改变后进入细胞核内,结合到下游基因专一性的DNA上贺尔蒙反应区域,然后进行其下游基因的转录、转译,最后产生具特异性的蛋白质参与贺尔蒙代谢(Granner,1993)。

如雌激素与其受体结合后,则参与女性生殖道神经内分泌组织和乳腺的发育及成熟后的功能,且从怀孕到分泌乳汁、维持月经周期的恒定,都扮演相当重要的角色(Sonnenschein et al., 1998)。

环境贺尔蒙

环境中有一些化合物,本身的结构类似生物体内贺尔蒙的结构,或者其作用类似体内贺尔蒙的效应时,这样的化合物被称为“环境贺尔蒙”;例如壬基酚乙烯氧化物(NPE)、二𫫇英(TCDD)等。环境贺尔蒙它可能透过模拟内生性贺尔蒙、拮抗内生性贺尔蒙、阻止内生性贺尔蒙的合成及代谢、阻止内生性贺尔蒙受体的合成及代谢等作用机制,进而影响生物体正常的生理功能与器官发育等(Sonnenschein et al.,1998)。

二𫫇英(TCDD)是世界公认的环境污染物中最毒的一种。当石化燃料、木头和其他有机物质燃烧不全,或者石油溢出,工业加工过程时会产生并释放到环境中(Arcaro et al., 1999)。

当它进入生物体后,首先会与二𫫇英接受器(AHR)结合,构形改变后进入细胞核内,与二𫫇英接受器转运蛋白(ARNT)结合形成异偶合体(ARNT:AHR),会辨识特定串行,借以调控下游基因的表现。目前发现TCDD会导致的症状包括菉挫疮、耗弱症状、出生缺陷、抑制免疫系统、干扰内分泌、抑制卵巢中的固醇合成及阻止卵泡成熟及破裂(Son et al., 1999)。

笔者实验室发现TCDD会导致斑马鱼心脏跳动微弱化、心胞腔膨大的现象,并利用心脏的标识基因nkx2.5追踪二𫫇英对斑马鱼胚胎心脏发育的影响,结果发现二𫫇英会造成心脏的looping过程不完全的现象,并造成心脏的位置偏移(Wang,2000);此外,利用斑马鱼紧迫蛋白基因hsp70与hsp90a观察二𫫇英对胚胎所造成的紧迫性生理反应,结果发现二𫫇英处理胚胎心脏会持续诱发hsp90a mRNA的表现(Liu,2000)。这结果显示二𫫇英对斑马鱼胚胎的心脏发育造成紧迫性的生理反应。

笔者的研究

笔者的研究主要探讨NPE、TCDD、RA对斑马鱼胚胎内的重要调控子的表现影响,尤其是参与脑、颜面等发育的蛋白基因表现。

将浸泡于三种毒物的胚胎,选定不同的胚期观察其mRNA之表现情况,以期了解环境贺尔蒙、视黄酸在胚胎发育过程中影响胚胎细胞基因的机制,并进而了解这些基因与环境贺尔蒙、视黄酸间的关系及它们在胚胎器官形成时所扮演的角色,此外也研究斑马鱼sim基因与间脑发育之机制,构筑三种不同的sim基因质体,在斑马鱼卵受精后1-2个细胞时期,以不同剂量的表现载体进行显微注射,并以特异性的markers进行原位杂交法,以期了解sim在斑马鱼胚胎时期的功能。

做实验的信仰心得

曾有人问起:“你自己是学科学的,怎么还会虔诚地信仰宗教?”也有人认为研究科学是为寻求真理,而信仰宗教则是迷信,可是,当自己身历其中却深刻体会造物主(神)的伟大。在自己做实验的过程中有下列几项在信仰上的心得:

1.佩服

记载“神说,地要生出活物来,各从其类牲畜、昆虫、野兽,各从其类,事就这样成了。于是神造出野兽,各从其类,牲畜各从其类,地上一切昆虫,各从其类,神看着是好的。”佩服神,因为祂只要下个指令就造出宇宙万物,并且“各从其类”,让万物都有最适合的生理构造来适应不同的环境,这对生物能存活下来说是非常重要的。

比如,深海是阳光照不到的地方,深海中的生物视觉就容易退化,但是牠们的其他触觉、嗅觉……等感应就非常灵敏,或者发展出特殊构造来适应环境。如大家所熟悉的安康鱼,又名灯笼鱼,牠就有发光器可以引诱小鱼成为牠的食物来源。

笔者在浸泡胚胎于环境毒物中,观察到当胚胎产生上述的病发症状时,在溶液中却有微生物悠游于水中,似乎不受毒物的影响。可见每种生物对各样环境的耐受程度都不尽相同,但神就是让生物各自找到安居之所。这真是令人敬佩的地方。

2.谦卑

《约伯记》三十八、三十九章是“神以造物之妙及禽兽之性诘约伯。”宇宙万物都是由神所造,宇宙万物也都是科学家们研究的对象,对笔者所研究的斑马鱼sim基因来说,一路上从选殖、确认表现部位、功能分析、寻找调控它的上游基因与被它调控的下游基因、有哪些环境因子会影响它的基因表现就能研究许久,况且更发现斑马鱼sim基因不只一个,每一个之间有哪些相互关系……等都有待科学家们去研究。

除了斑马鱼有sim基因外,其他物种包括人类、老鼠、果蝇、牛蛙……等生物也都有sim基因,就人类而言,人类的sim2就位于会产生唐氏综合征的第21染色体q22.2到q22.3区域,是不是斑马鱼也会产生类似人类唐氏综合征的症状?对每个物种来说,每个sim基因都是奥秘,正等待科学家们去研究。你会发现,当研究愈深入、了解愈多时,心中会倍感谦卑,因为不知道的还有更多更多。

3.感谢

“我观看祢指头所造的天,并祢所陈设的月亮星宿,便说,人算甚么,祢竟眷顾他。”人虽说是万物之灵,但却也是非常脆弱的动物,不管是内在的基因出点状况或是外在的环境毒物过量就能威胁生命,感谢神,神眷顾渺小的我们,让我们得以靠神坚强。

4.乐观

“因为多有智能,就多有愁烦,加增知识的,就加增忧伤。”从属世上来说,是的。很多人都很怕住在焚化炉附近,因为在燃烧垃圾的过程中,像二𫫇英等的环境毒物就会随风从烟囱飘到住家附近,长年日积月累下来不知不觉就得到癌症了。

如果不知道还好,一旦知道就让“担心”从内在开始发酵起来,徒增愁烦及忧伤。但其实做研究本身也是满有趣的,从实验中找到问题的答案,当你得到答案时,那种兴奋真的是无法用笔墨来形容,问题得到解答之后,常常下一个问题就出现,然后又开始做实验找答案。

就在问题、做实验、找答案的过程中,有时候并不是那样地顺利,偶尔也会遇到瓶颈,像笔者曾经就有过整个漫长的三个月暑假,所做的实验都声明失败,眼看着开学在即,离上台报告研究成果日子一步步逼近,但就是没有结果,真的是满焦虑的,还好想起:“凡事万物都有定期,天下万物都有定时”,于是情绪渐渐地缓和下来,之后实验也顺利完成,往后遇到实验瓶颈时,就能以平常心看待,并积极地去面对每个挑战。

结语

曾经一位教授说,科学只是在“发现”并“应用”神所创造的东西而已。这样说来,科学家的工作就是在研究神所创造的宇宙万物,如此,对基督徒来说也是一件很幸福的事,不是吗?最后,愿一切的荣耀颂赞都归于天上的真神,阿们。

参考文献

1.Granner, D.K.〈Hormone action.〉In《Harpers biochemistry》(24th),(ed. R.K. Murray),p509-512, Lange Medical Press, Stanford, 1993.

2.Sonnenschien, C. and Soto, A.M.,〈An updated review of environmental estrogen and androgen mimics and antagonists.〉《 J. Steroid Biochem.》65:p143-150.1998.

3. Arcaro, K.F., O, Keefe, P.W., Yang, Yi., Clayton, W. and Gierthy, J.F.(1999).〈Antiestrogen of environmental polycyclic aromatic hydrocarbons in human breast cancer cells.〉《Toxical》 133:p115-127.

4.Son, D.S., Ushinohama, K., Gao, X., Taylor, C.C., Roby, K.F., Rozman, K.K. and Terranova, P.F.〈 2,3,7,8-terachlorodibenzo-p-dioxin(TCDD)blocks ovulation by a direct action on the ovary without alteration of ovarian steroidogenesis:lack off a direct effect on ovarian granulose and theal-interstitial cell steroidogenesis in vitro〉《 Repr.Toxi》13:p521-530, 1999.

5.Wang, Y.《nvironmentalpollutants affecting zebrafish heart development.》Masters thesis, University of Taiwan Ocean, Keelung.

6.Liu, F.L.《Environmental contamination and expression of stress protein genes in fish embryos.》, Masters thesis, University of Taiwan Ocean, Keelung, 2000.

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内容来源

教会的电子图书馆,第 60058 号。